古建彩绘地仗固化过程中物料表界面协同作用机制研究

(限3000 Characters)：Chinese ancient colored wooden architectures exhibit an excellent peroformence in resisted natural environment, indicatingg that the plaster layer (Di-zhang) coated on wooden surface for protecting wood and paingting possesses an excellent durability. Based on the basic view of relevance betweent structure and performance,there is a necessary relation between durability and microscale structure in Di-zhang. However, this relation is hardly concerned. In order to release the relation mentioned above, this project is proposed, and a protocol to implement the project is as follows. According to the traditional technical process,the basic properties of the materials used to construct Di-zhang, and the features of dynamic consolidation and using multi-materials in construction of Di-zhang, the principles of surface and interface science will be used, some instruments realted to determine structures and components in microscale, as well as peroformences in macroscale, will be employed. In light of some information obtained from the experiments above stated, the relations between microscale features and macroscale performences will be expectedly constructed in considerations of mechanisms of synergistic effects of materials involved in construction and consolidation process of Di-zhang.

我国古建筑彩绘历经百年而无恙，表明其涂层材料具有优越的耐久性能。依照“结构决定性质，性质决定功能”的自然科学基本理念，古建彩绘涂层材料耐久性与其微观结构有着必然联系。然而蕴含在这一传统工艺中的科学化研究几乎是空白。为揭示蕴含在传统工艺中的微观机制，本项目拟以古建彩绘地仗涂层制作工艺为依据，以粘结、填充及拉结等功能归属作为地仗涂层相关物料作用的基本定位，结合地仗层制作的多组分复合以及动态固化特点，以表界面化学原理为切入点，以微观和宏观检测技术为手段，以期从微观结构与宏观性能的结合上，解析与地仗制作有关的桐油炼制、油满调制、灰料调制及地仗层涂覆等传统工艺中，多组分表界面间微观相互作用与复合材料宏观性能关联性、地仗动态固化过程中的物料界面协同作用，揭示古建彩绘地仗耐久性的微观作用机制，为科学化修复文物提供普适性理论支持及有效技术支撑，为现代复合涂层材料研究提供有益借鉴。

本项目拟以古建彩绘地仗涂层制作工艺为依据，以地仗涂层相关物料的粘结、填充及拉结等基本功能属性为根据，以表界面化学原理为指导，以微观和宏观检测技术为手段，结合地仗层制作的多组分复合以及动态固化特点，从微观结构与宏观性能的结合上，解析与地仗制作有关的桐油炼制、油满调制、灰料调制及地仗层涂覆等传统工艺中，多组分表界面间微观相互作用与复合材料宏观性能关联性、地仗动态固化过程中的物料界面协同作用，揭示古建彩绘地仗耐久性的微观作用机制，为科学化修复文物提供普适性理论支持及有效技术支撑，为现代复合涂层材料研究提供有益借鉴。. 按照项目上述研究计划，基本完成了预期目标。主要表现在：揭示了桐油炼制传统工艺中两种矿物质平衡桐油薄膜表干与内干的微孔形成与氧气扩散协同作用机制；揭示了油满调制工艺中增强面粉粘结性能的增溶与氧化协同作用机制；揭示了灰料调制工艺中基于砖粉固型填料增强涂层力学强度与孔隙携氧促进桐油内部聚合固化的协同作用机制。揭示了猪血凝胶在油满调制中基于粘性蛋白增强桐油涂层弹性及氧载体促进桐油内部聚合固化的协同作用机制。这些发现均为首次，在深化传统工艺科学认知方面发挥积极作用，在催干剂作用机制研究方面有所突破。从多个层面证明了古建彩绘地仗固化过程中物料表界面间存在协同作用机制的猜想。反映了长期经验总结的传统工艺蕴含着现代科学无法设想的智慧，尤其在复杂体系中显得格外突出。该项目的完成使我们有理由相信，基于经验改造自然的研究模式即使在人类未来应对复杂体系中也将具有不可替代的作用。围绕本项研究，实际发表论文5篇，其中SCI源刊4篇，核心期刊1篇，获授权专利1项。受邀在国际及国内学术会议做邀请报告2次，应著名文物保护专家胡一红教授约稿，为正在组稿的专著撰写了题为“古建油饰彩绘地仗工艺探微”研究报告1份，已完成5校，2022年出版。培养博士研究生2人，硕士研究生3人。部分研究成果已在故宫建筑彩绘修复中得到应用。